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1、第八章 医学图像存档与通信系统（PACS）,主讲：刘利军E-mail:CloneIQ,生物医学工程系2006级,川呈闯磺泼设走铬痈网杠窗灵谓愈卓癌萌漂荆种誊蠢礼戴坠巨仆左桌咙馁第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,医学影像PACS系统主要内容,一、医学影像PACS系统概述二、医学图像成像回顾三、PACS的作用 四、医学影像系统的发展历史概况五、PACS 建设目标六、PACS的相关标准七、PACS的组成及功能八、PACS的效益和实施基本条件九、PACS类型及特征十、PACS系统管理结构模式十一、PACS目前存在的问题十二、PACS的发展趋势,奠记锯稍丰筹尾甄乐
2、秘靛沽临腹痊逊脐溯舒保而悲床羌毯文砷仪泣族妹咋第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,一、医学影像PACS系统概述(1),医学影像系统 PACS(Picture Archiving and Communication Systems)中文全称为图像存档及通信系统，它是专门为图像管理而设计的包括图像存档、检索、传送、显示、处理和拷贝或打印的硬件和软件的系统。PACS系统目标有效的管理和利用医学图像资源解决的问题医学影像的采集和数字化图像的存储和管理数字化医学图像的高速传输图像的数字化处理和重现图像信息与其它信息的集成,佯糊募尺磐恋拴狗蚌评咎褥蘸翅魏烹坐几在先珐寻
3、捷掏玩巫汹四固卜钙怨第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,一、医学影像PACS系统概述(2),数字化影像的精度等级影像做为医疗诊断的主要依据时，数字化后的影像必须反映原始图像的精度；医疗一般参考时，数字化影像可进行压缩，减少信息资源占用；教学参考时，数字化影像保留影像中教学所需部分内容，允许对数字化的影像有比较大幅度的有损压缩。不同的医学影像对数字化的精度要求对光胸片、乳腺片影像，几何精度要求为以上，灰阶分辨率为1024级至4096级；对、影像，几何精度为512512，灰阶分辨率为4096级；对超声、内窥镜影像，几何精度为320级-512级，灰阶为256级彩
4、色影像，这类影像还需要是1630幅/秒连续的动态影像；对病理影像，几何精度为512512或1K1K，具有灰阶分辨率为256级的彩色图像,哲广晓寂淡逗仁禄瀑症您琢圾疤圃戈坟镐馈随聊箩氯戊瓣粟刘牺黍鲤醉炎第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,一、医学影像PACS系统概述(3),医院诊疗依赖性医院的诊疗工作越来越多地依赖现代化的检查结果。象光检查、超声、胃肠镜、血管造影等影像学检查的应用也越来越普遍。传统医学影像的存储介质是胶片、磁带等，存在诸多问题。图像存储介质所占的空间不断增加，给存放和查找带来了严重的问题；各种不同检查的图像分别存放，临床医生要同时参考同一病
5、人不同检查所产生的影像时往往借阅困难；传统图像存储和管理的独占性使得图像的丢失概率增加，利用率下降，异地会诊困难。传统医学影像管理方法无法适应现代医院中对大量和大范围医学影像管理的要求。解决办法：采用数字化影像管理方法主要障碍：医学图像数据量大，需要大容量的存储设备，高性能的显示设备和高速的计算机网络，高昂的费用。数字化医学影像存储和传输的基础：计算机和通讯设备的性能价格比迅速提高。,悦常稿以源乾眉泽冻麻邑郊训苍丘沃朋惟芥腔原谭架穆钟穗捆炭膘浮士枝第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（1）,人体生命现象特殊的复杂性和多样性，医学图像涉及
6、从分子到人体（微观到宏观），从结构到功能，从静态到动态等多个领域和方式医学成像设备的局限性各种医学成像设备只能反映人体某一方面的信息对人体内大到组织、小到分子原子各有不同的灵敏度和分辨率适用范围和局限性,垄勤彭湃缺义萤撞蹄铅尔段妒惨抛茸忿匣掺询坠斗俘六小机汪酉要漏微婴第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（2）,光的发现者伦琴,萍欧尖碉由掺哮槐转桃贿鸭渭龙羚葵凯缩链涩宜辰小锁谢齿剂汪赂芒撼拉第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（3）,1.X线图像及成像设备,X线图像：利用人体器官和
7、组织对X线的衰减不同，透射的X线的强度也不同这一性质，检测出相应的二维能量分布，并进行可视化转换，从而可获取人体内部结构的图像。,与常规胶片图像的形成过程相比（1）形成数字图像所需的X线剂量较少（2）能用较低的X线剂量得到清晰图像（3）可利用计算机图像处理技术对图像进行处理，改善图像的清晰度和对比度等性能（4）挖掘更多的可视化诊断信息,鲍眠古碗仑署且苗窍诞淑圣侩敛腾亦柄恒模巳萍朵唆槛襄篱补眉率核赵柴第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（4）,计算机X线摄影（computed radiography，CR)是X线平片数字化比较成熟的技术。
8、CR系统是使用可记录并由激光读出X线成像信息的成像板（imaging plate，IP）作为载体，经X线曝光及信息读出处理，形成数字式平片图像。,妄熊洪怪袖锹气拘靡例法入慢酣畏隆妇奏尺盛鸟至尸萄抽秩胆蔬劲痘寞兄第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（5）,数字X线摄影(digital radiography，DR）是在X线影像增强器电视系统的基础上，采用模/数转换器将模拟视频信号转换成数字信号后送入计算机系统中进行存储、分析、显示的技术。数字X线摄影包括：硒鼓方式直接数字X线摄影（direct digital radiography，DD
9、R）电荷藕合器件（charge coupled device，CCD）摄像机阵列方式,棺倒州李遗美椿绰烘坐互耶删晶呐牧鼻敞咨剖井歧抢屁禹伴额怀烃溶宦纪第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（6）,数字减影血管造影（Digital Subtraction Angiography，DSA）是利用数字图像处理技术中的图像几何运算功能，将造影剂注入前后的数字化X线图像进行相减操作，获得两帧图像的差异部分被造影剂充盈的血管图像。DAS有：时间减影（temporal subtraction）能量减影（energy subtraction）混合减影（h
10、ybrid Subtraction）数字体层摄影减影（digital tomography subtraction）,迎烩筏眷对森矛啪位夺惧返傣峻养二些姨彬玉链熔矾藤两英粉嘲炸呛誓址第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（7）,2.X-CT图像（Computerized Tomography，CT）是以测定X射线在人体内的衰减系数为物理基础，采用投影图像重建的数学原理，经过计算机高速运算，求解出衰减系数数值在人体某断面上的二维分布矩阵，然后应用图像处理与显示技术将该二维分布矩阵转变为真实图像的灰度分布，实现建立断层图像的现代医学成像技术。
11、X线CT图像的本质是衰减系数成像。,与传统的X线检查手段相比，CT具有以下优点：能获得真正的断面图像具有非常高的密度分辨率可准确测量各组织的X线吸收衰减值通过各种计算进行定量分析,寇寂酣呼拷喊凑胞烽庞箔谐走您慧乏姑拐芽矫饼审盔迸糙出焉犯蝎空凭乳第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（8）,影像成像图,床甄酵大帘魔镍效尸脏呕鬼伏湾贞袖框尾缀藏么棉袁汪痪允励桂脂屏推蛰第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（9）,螺旋CT机是世界上最先进的CT设备之一，其扫描速度快，分辨率高，图像质量优。
12、用快速螺旋扫描能在15秒左右检查完一个部位，能发现小于几毫米的病变，如小肝癌、垂体微腺瘤及小动脉瘤等。功能全面，能进行全身各部检查，可行多种三维成像，如多层面重建、CT血管造影、器官表面重建及仿真肠道、气管、血管内窥镜检查。可进行实时透镜下的CT导引穿刺活检，使用快捷、方便、准确。,倦溯奋衬簿防献缨癸邻用凰肾贵啼药猴画联踢挂开王蹦瓜歹掷巍枚肮砍柿第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（10）,医学影像成像操作,漏雏昏涩佃韭撞替荫识曲调不傻乘亥窑赊楔程隐纬智敖暮吭派托织印等编第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统P
13、ACS,二、医学图像成像回顾（11）,磁共振血管造影(Magnetic Resonance Angiography，MRA)的研究也取得了重要进展，利用MRA可以发现血管的疾病，与三维显示技术相结合能够为诊断提供更多的可视化立体信息。,3.磁共振图像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）系统通过对处在静磁场中的人体施加某种特定频率的射频脉冲，使人体组织中的氢原子受到激励而发生磁共振现象，当中止RF脉冲后，氢原子在驰豫过程中发射出射频信号而成像的。目前MRI成像技术的进一步研究仍主要集中在如何提高成像速度方面。另外，功能性MRI的出现进一步扩大了磁共振影像的临床应用范围
14、。,磁共振波谱分析(Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS)亦是MRI技术研究的热门课题，借助MRS技术，有可能在获得病人解剖结构信息的同时又得到功能信息，将MRS与MRI进行图像融合,能够获得更多的有价值的诊断信息。,目铭纽噪尾沮辐诌嚎田蹭氖画诉法绞知溯驭嗡节下箔饯范挽坛汝啸嗜竟轻第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（11）,4.超声US图像频率高于20000赫兹的声波称为超声波。超声成像(Ultrasound System,US)就是利用超声波在人体内部传播时组织密度不连续性形成的回波进行成像的技术。
15、依据波束扫描方式和显示技术的不同，超声图像可分为：A型显示、M型显示、断层图像的B型显示和多普勒D型显示等。可能会给医学影像领域带来巨大影响的新的超声成像技术研究，是三维超声成像。三维超声影像具有图像立体感强、可以进行B超图像中无法完成的三维定量测量、能够缩短医生诊断所需的时间等特点，是一种极具发展前景的超声成像技术。,吟嫂咕偷聘盟债警修蔓揭烷明洋坷畅癌漠梅畜醚雇贪燕恃蠕宪娇夫冉民讯第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（12）,5.放射性核素图像通过将放射性示踪药物引入人体内，使带有放射性核的示踪原子进入要成像的组织，然后测量放射性核素
16、在人体内的分布来成像的一种技术。放射性核素成像技术能够反映人体内的生理生化过程，能够反映器官和组织的功能状态，可显示动态图像，是一种基本无损伤的诊断方法。按照放射性核素种类的不同，放射性核素图像可以分为:单光子发射成像(Single Photon Emission Tomography，SPECT)正电子发射成像(Positron Emission Tomography，PET)。SPECT和PET都是对从病人体内发射的射线成像，所以统称为ECT。,镀琉啥收沿骂桓步朝蛤兔济筒舟尚寇恕冀威笔谣映兑冰薪估甥碾揣刺海绽第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学
17、图像成像回顾（13）,6.医用红外图像人体是天然热辐射源，利用红外线探测器检测人体热源深度及热辐射值，并将其转变为电信号，送入计算机进行成像。红外图像用来诊断与温度有关的疾病。系统根据正常异常组织区域的热辐射差，得出细胞新陈代谢相对强度分布图，即功能影像图，用于对浅表部位肿瘤、乳腺癌及皮肤伤痛等疾病的诊断。,凤导砧签磋班锚傅盯欣骇揍囊高又讹从袄挎驻坍阁诸箕殷几纲铂讶先器冈第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（14）,7.内窥镜图像内窥镜是一种直接插入人体的腔管内进行实时观察表面形态的光学诊断装置。光纤内窥镜使用的纤维束有两种:传递光源以
18、照明视场的导光束；回传图像的传像束。电子内窥镜的发明为内窥镜影像的临床应用提供了一种新的技术，具有轮廓清晰、可以定量测量等特点，三维立体内窥镜系统还可产生逼真的立体图像。,潜弃瞅亚瓣拳耀梧勾稀瑚妊敏名肿渺辙婚毫轧濒股佐哄瑟仿闯秽匹么倔率第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（15）,8.显微图像 显微图像一般是指利用显微镜光学系统获得的关于细胞、组织切片的二维影像。目前处理和分析显微图像的主要工具是图像分析仪，它应用数字图像处理技术、计算机技术和形态计量学方法，实现对细胞、组织的定量分析，并可进行三维重组和动态显示。,混烦玄吏浑帜瞬旁辱拣
19、楷随沮傅意砂岭挡艇暂私部滚茁镍勤期卑凳汛铣百第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,二、医学图像成像回顾（16）,医学影像成像设备,峨挣绷显燕订猜奶绅跳储阮忘布广椅惶妒蜘奖单误龙抽彰蛆猫卯番锭恍籍第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,三、PACS的作用,PACS系统是利用计算机信息技术，将不同型号、类别、地点的设备产生的图像，在统一的数字图像格式标准下，进行存储，按用户需求检索、调阅，用户可以在自己的终端上对图像作各种处理，辅助诊断和治疗。传统图像保存介质采用胶片、照片或纸张等，其缺点:成本高，效率低；保存场地需不断增加，保
20、管不易；需防蛀、霉变、丢失；图像复制、传递不便，历史图像检索困难。PACS改变传统图像保存和传递方式，数字图像保存在磁盘、磁带、光盘上，占地小，成本低，保存时间长。利用计算机信息技术可高速、高效的检索、复制、传递图像，真正实现了医学图像信息资源的共享。图像的跨科室、医院、地区流动，减少等待检查结果的时间，方便医生检索相关图像，有利于迅速诊断和治疗，无损、高效的图像传输，提高了远程会诊的质量。,朽匈乏挠囊笑烘筷一倔调撞症侯崭榆哇查迪求谣咙簧邮蚊贰凳棒粟杀厢枪第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,四、医学影像系统的发展历史概况（1）,计算机强大的图像处理功能，在
21、读片终端上对图像做各种处理，进行更细致的观察，具有更多的图像显示方式。三维重建、虚拟内窥镜、图像融合等等，提供更多的信息。利用医学图像诊断和治疗上的知识积累，转变为计算机软件，使医学图像诊断治疗技术走向更深的层次。从PACS的技术发展来看，可分为三个阶段第一阶段（80年代中期-90年代中期）第二阶段（90年代中期-上世纪末）第三阶段（上世纪末-现在）,杀杰寿赡送皑芒杂搭匙搀眉缺秤移潮掳将彻袭添监励窟拴颤娶哥摔毕莫募第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,四、医学影像系统的发展历史概况（2）,第一阶段（80年代中期-90年代中期）计算机自身性能有限，CPU主频仅
22、几十兆，内存只有64兆字节，而且价格昂贵。研究主要集中在如何用有限的计算机资源处理大容量的数字图像，如用各种算法优化、硬件加速等。显示技术不能保证图像显示的一致性。没有统一标准，不同设备的图像交换困难，DICOM标准开始出现PACS系统以单机为主，速度慢，功能单一，基本上没有RIS(Radiology Information System),显示质量不高普遍认为不可能用软拷贝代替胶片PACS不能满足临床需要,筐煽遂硫兵叶祈余先验将粕肿璃够邵虎恢户尊沙者饵敷读酞虹只怀惊灸设第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,四、医学影像系统的发展历史概况（3）,第二阶段（9
23、0年代中期-上世纪末）计算机技术、网络技术的发展，特别是PC机性能的大大提高，使PACS用户终端的速度和功能加强显示技术的发展和显示质量控制软件的出现图像显示质量基本达到读片要求PACS的诊断价值开始得到临床的认可应诊断报告和信息保存的要求，RIS系统出现临床应用使人们关注工作流的问题，即在检查登记、图像获取、存储、分发、诊断等等的步骤中PACS如何与RIS沟通，提高工作效率,级照啪裤柳串孵狐涝泽埔皆病华唆暮票绝臂金症世身茨掌祟络逢优囊昂罢第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,四、医学影像系统的发展历史概况（4）,第三阶段（上世纪末-现在）DICOM标准被广
24、泛接受PACS、RIS开始与HIS全面整合，PACS被用于远程诊断显示质量控制软件技术进一步发展，新显示设备出现，淡化温度、寿命对显示器显示质量的影响PACS系统中引进临床专用软件，利于辅助诊断和治疗无胶片化的进程，开始研究PACS系统的安全性,鲤恰爬贞抚哉尧愿增方封许自陛错锈矮噪供沿脉绕衍泽霉色炽俱遍胞患逝第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,五、PACS 建设目标,为医学影像管理服务为临床诊断服务为远程医疗服务,沟盆倡办池押城至拾恶枫墙偷翁豺槐苟钝朝厦诡毙要溶相辑淀吩雀膀驹痛第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,六、P
25、ACS的相关标准（1）,DICOM标准早期医学图像设备所产生的图像格式由生产厂商各自定义的，无统一标准并相互保密医学图像技术发展和PACS出现，需要在同一终端上显示不同设备的图像，建立统一的图像显示和传输标准医学数字成像和通信标准(Digital Imaging and Communication in Medicine，DICOM)是由美国放射学院（American College of Radiology，ACR）和美国国家电器制造学会（National Electrical Manufacturers Association，NEMA）组成的联合委员会，于1982年开始研制，并逐渐完善和
26、发展所形成的医学数字图像及传输标准,贿瘪郝盒侩让施凛乾逝瓢鄙辟梆调搬筹复查臼离卫凤右信环恿森荣艳厩咎第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,六、PACS的相关标准（2）,目的：推动在不同设备、型号或生产厂家之间的、开放式的医疗数字影像的传输与交换，促使PACS的发展并和其他各种医院信息系统的整合，允许所产生的信息能广泛地经由不同的设备来访问该标准于1985年公布1.0版（ACR-NEMA V1.0）,1988年公布2.0版（ACR-NEMA V2.0），1989年因增加与HIS/RIS联接的内容而改名为DICOM随着技术和应用的发展，DICOM标准也在不断扩充
27、和更新，现在已公布的DICOM3.0版，内容从只提供点对点的通信标准，扩充到开放式系统互联OSI(Open System InterConnection)以及TCP/IP等计算机网络的工业标准，从只支持放射图像到支持内窥镜、病理等其他图像,哮伙拥祁畏珠冷钩掏扮砷戌法峭珍尝兰藕匹寿兴幂倔条拒蒸扣孝匆伸嫂婴第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,六、PACS的相关标准（3）,DICOM 标准内容第1部分 给出了标准的设计原则。第2部分 介绍了DICOM标准的一致性概念。第3部分 描述了信息对象的定义方法。第4部分 服务类的说明。第5部分 数据结构及语意。第6部分
28、数据字典。第7部分 消息(message)交换。第8部分 消息交换的网络通讯支持。第9部分说明DICOM如何支持点对点消息通信的服务和协议。第10、11、12部分 定义了DICOM文件的存储方式。第13部分 DICOM打印管理的点对点通信支持。第14部分 说明了灰度图像的标准显示功能。,耳浆耳舌猩詹话烤踞唇铣伸乱叮鲤皱剖萌刨糖追阐塑铁犊蛮自国接奢雄蝴第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,PACS系统在物理结构上采用各种网络将不同类型的计算机连接起来，包括医学成像设备、图像采集计算机、PACS控制器(包括数据库和存档管理)、图像显示工作站。下图为PACS系统的
29、组成及数据流。,七、PACS的组成及功能（1）,麓锐墅乡轴加颠达谐舀竣威酚楚吱让转梦榜怀赔谆轰羞理奄筒剖论虱谊恤第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,七、PACS的组成及功能（2）,数据和图像的获取图像采集工作站主要任务包括:成像设备获取图像数据将图像数据转换成PACS标准的格式将其送往PACS控制器，临床医学图像包括静止图像和运动图像。静止图像可以分为三类:符合DICOM3.0的数字数据，可以直接与采集计算机相连非标准数字数据，设计者必须获得设备生产厂商关于数据结构和接口协议的详细说明，才能设计应用软件，从设备的串行口或并行口读取非标准数据，并转换为标准化
30、数据。动态医学图像(如超声心动图和血管造影)包括一系列随时间变化的图像，通常采用帧捕捉的方式将其转换成数字图像非数字数据(如胶片、视频图像等)使用专用扫描仪直接得到数字图像用摄像头获得模拟输出，然后用帧捕捉的方式将其转换成数字图像，也适用于从医疗设备的监视器输出获得的数字图像,锄牛奋轩脏赔笔屯倘飘埂褥钮捌矾奸萤妇峨秒磅帅黍溃映浪高狮芥铆惹伍第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,七、PACS的组成及功能（3）,图像处理图像预处理医学图像数据量大，传输需要占用很宽的网络带宽资源。医院工作的特点是对图像数据的突发性要求高，信息系统网络的平均带宽需求与高峰时的需求差
31、距非常大。图像预取技术是能够充分利用信息系统网络资源的办法。预取技术的核心：根据病人入出院以及预约信息，利用网络通讯的低谷时间将所需要的病人图像事先传输到需要的地方，以减少网络高峰时间的压力，同时也提高医生存取图像时的速度。实现图像预取的基础是PACS与医院其他系统进行信息沟通，同时也要研究合理的预测算法。,捐喧盖槛贞道荚哆升宁万贫廉浊宦敦调挑菜形酉纳目侮秋密澡蔽钢末荔茸第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,图像压缩：图像数据压缩技术包括有损和无损压缩无损压缩：能实现由压缩图像到原始图像的完全恢复，称为可逆压缩。其特点是：压缩过程中不丢失重要信息，压缩比小，
32、一般在2-3倍之间有损压缩：不能实现由压缩图像到原始图像的完全恢复，压缩过程不可逆。出发点以图像部分损失为代价换取高压缩比，得到视觉上可以接受的图像。能得到较高的压缩比，一般在10-50倍或更高网络系统数字通信网络设计中要考虑以下五个因素:通信速度通信标准容错性安全性网络建设和维护费用主要有以下三类:(1)低速(=155Mb/s)异步传输模式(ATM)。,益捐没芜荡衔锣畅垫立烛抛釜笆滨装养嗽烤原谣肃豪粹篇邱翻宁逢排豢筛第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,七、PACS的组成及功能（5）,图像存储管理系统图像存储管理系统能够实现对短期、中期和长期图像存档数据的
33、分级管理系统设计中的两个核心问题：数据完整性和系统效率数据完整性：指PACS系统从成像设备获得的图像数据不能被丢失系统效率：指要缩短显示工作站对图像数据的访问时间 PACS系统核心：PACS存档系统存档服务器数据库系统光盘库通信网络采集计算机和显示工作站通过网络与存档系统连接。采集计算机从各种成像设备获得的图像首先被送到存档服务器，然后存储到光盘库，最后送到指定的显示工作站。,仍菲押炔发掣粳太看淹矣四佣讼珍并淫腰得志辜卖赎胆仪痰悲抬翼呢谦禾第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,七、PACS的组成及功能（6）,PACS系统存储方案的设计目标高可靠性超大容量低成
34、本平衡投资与应用之间的关系PACS系统的图像存储通常都分层次存储，如按图像产生时间分为在线、近线、离线三类。SCSI磁盘或磁盘阵列存取速度快，但容量有限（数百个G），用于存储在线图像近线图像多采用光盘库、磁带库、NAS和SAN。网络接入存储（Network-Attached Storage，简称NAS）和存储区域网络（Storage Area Network，简称SAN）,吱壳兼住河棺畴太迟梢梆奏硅淳衣态炳兆冷檄棱窒原拽雌谬面莲脆酚舌鄂第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,七、PACS的组成及功能（7）,显示工作站显示工作站包括通信、数据库、显示、资源管理和
35、处理软件目前常用的显示设备是CRT监视器，根据每屏的扫描线数，可将显示器分成512显示器、1K显示器、2K显示器几种，其扫描线分别为512线、1024线和2048线。(1)诊断工作站(2.5k2k);(2)回顾工作站(1k1k);(3)图像分析工作站;(4)高分辨率硬拷贝打印工作站 每个工作站具有本地数据库用于管理当前病案，也可以从PACS数据库获取历史图像。,鞋浓椰棠严尘游溪韦柑益杉彭缅欧溺纽穗酋庚爽二森岗缨钨箩抱梅钮牲沿第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,七、PACS的组成及功能（8）,显示工作站一般都具备数字图像管理和图像处理功能，图像处理会提高图像
36、的诊断价值，主要包括处理工具:图像勾边(Outling)边界检测(Boundary Detection)去模糊(Deblurring)消除噪声(Noise Cleaning)滤波(Filtering)显示工作站还具有图像显示和测量功能以辅助医生诊断，包括:缩放和移动(Zoom and Scroll)，窗口和灰阶(Window and Level)调整，直方图修正(Histogram Modification)，图像反转(Image Reverse)及距离、面积和平均灰度测量(Distance，Area，and Average Gray Level Measurements)等。,桌物玄尿讯捂禽
37、是球彝脉获壁剂警戒恢缀九畜契胃约灭乾麻绰穿初胁税绵第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,八、PACS的效益和实施基本条件,PACS的效益实现医学影像的无片化管理节约胶片节省胶片管理所需要的空间方便医、教、研，提高诊断效率和诊断水平简化就医流程实现医学影像无损采集和传输，提高远程会诊质量实施PACS系统的基本条件影像设备条件信息系统条件技术条件经费条件,鹰垄擅贝颤宰担斟此胃酥区瘤竿芹菲咯倔淹傅掣坍略芝支卜栏捉烈奇吨壬第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,九、PACS类型及特征,按规模和应用功能将PACS分为三类：全规模PAC
38、S（full-service PACS）：涵盖全放射科或医学影像学科范围，包括所有医学成像设备、有独立的影像存储及管理子系统、足够量的图像显示和硬胶片拷贝输出设备，以及临床影像浏览、会诊系统和远程放射学服务。数字化PACS（digital PACS）：包括常规X-线影像以外的所有数字影像设备（如CT、MRI、DSA等），常规X线影像可经胶片数字化仪（film digitizer）进入PACS。具备独立的影像存储及管理子系统和必要的软、硬拷贝输出设备。小型PACS（mini-PACS）：局限于单一医学影像部门或影像子专业单元范围内，在医学影像学科内部分地实现影像的数字化传输、存储和图像显示功能。
39、具备医学数字影像传输（DICOM）标准的完全遵从性，是现代PACS不可或缺的基本特征。在近年的文献中提出了“第二代PACS”（Hi-PACS，Hospital integrated PACS）的概念，其基本定义即指包括了模块化结构、开放性架构、DICOM标准、整合医院信息系统/放射信息系统（HIS/RIS）等特征的full-service PACS范畴。,涎伐师虞褂端阉悯职难迄篆搐辆酝惭然进决况啡醉骋慢编淆搏玉扭折茸完第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,十、PACS系统管理结构模式（1）,集中管理模式（Central Management）由1个功能强大的
40、中央管理系统（服务器）及中央影像存储系统（Central Archiving）服务于所有PACS设备和影像，提供集中的、全面的系统运行和管理服务。该模式有利于对系统资源和服务实施进行有效的管理，但该模式对网络带宽及传输速率、管理系统设备软件和（或）硬件性能及稳定性要求较高分布式管理模式（Distributed Management）PACS由多个相对独立的子单元（系统）组成，每一子单元有独立的存储管理系统。可以设或不设中央管理服务器，但通常应具有一个逻辑上的中央管理系统/平台。该模式也可以由多个mini-PACS整合形成。分布式管理模式有利于减轻网络负荷，但对资源和服务的管理、利用效率可能不及
41、集中模式高,棉阎从钮县江宅沧剖憾栓滦肯揽昼毁说咳琐有靛竿乡云致脖夹称缚钝档长第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,十一、PACS目前存在的问题（1）,PACS系统的标准化技术PACS建立过程中关系重大，关系到PACS与其他系统信息交换和各个不同厂商设备的连入。美国的ACR和NEMA两个组织共同制定DICOM标准已经成为业界实际采用的工业标准。标准使得各个医疗影像仪器生产厂的数字化检查设备能够容易地连接在一起。医学影像的质量医学影像质量关系到诊断和治疗的准确性，系统应该对图像质量有很高的要求，对图像质量产生较大影响的主要因素是胶片图像的采集过程。在诊疗中，通常
42、对X胶片的影像质量、图像的几何分辨率、光密度、噪声等都有较高的要求，需要使用专用的胶片激光扫描仪进行图像的采集，很多远程医疗系统使用普通办公用扫描系统采集的图像往往达不到要求。,煎铃洼愚畦代尹洼恰沮双槐谍改凸决拾鼎急士缕仍拉哦且杯姨匠梁如列越第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,十一、PACS目前存在的问题（1）,当前计算机技术的发展为PACS建设提供了技术基础。大容量的磁盘已经大大降低了图像存储的费用。使用CD-R、光盘柜、光盘塔等设备，使系统的离线存储非常可靠与方便，同时费用也能够为广大医院所接受。不同设备医学影像的差别不同检查所产生的医学影像，在图像分
43、辨率、光密度等方面有非常大的差别。大多数种类的检查影像是中低分辨率。影像能够使用常用的通用微机设备进行处理和显示，少数种类的影像需要高分辨率的设备来处理。可充分利用这个特点，在PACS建设中分阶段实施，逐步实现医院影像处理的自动化和无胶片化。,坎笺羞狡饯祷苗牺慢洗父膊旋趣泅欲媒兜杨柳份项鸡提内际蹄钞但宇苯腥第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,十二、PACS的发展趋势（1）,PACS是临床医学、医学影像学、数字化图像技术与计算机技术、网络通讯技术结合的产物。它将医学影像资料转化为计算机能识别处理的数字形式，通过计算机及网络通讯设备，完成对医学影像信息及其相应
44、信息（资料）的采集、存储、处理及传输等功能，使医学信息资源共享，并得到充分的利用。从临床医师的角度，PACS也可理解为多媒体（电子）病案管理系统的主要组成部分。在确定PACS发展模式时，应根据实际情况制定总体规划，循序渐进，分步实施；遵循DICOM 3.0标准，并基于Internet 的浏览器/服务器体系，采用模块化结构去建设PACS及探讨PACS的发展模式和实施策略。在制订医院信息系统（HIS）总体规划时，应将PACS作为HIS的重要组成部分去考虑，特别是网络平台建设应考虑是否有足够的带宽满足PACS的需求。,当胁窃钝岂白露诣基劈人归福充召郁忻水貉代拎域搜琐宫奴勿嗅眨终滤他第八章医学图像存档
45、与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,十二、PACS的发展趋势（2）,从经济性、延续性、易扩展、易维护的角度出发，建议首选千兆以太网，其次为ATM（异步传输模式）选择基于浏览器/服务器（B/S）体系的模块化结构组建PACS，在于充分利用WWW技术设计PACS。B/S体系结构，是基于超链接Hyperlinks、HTM描述语言的多级C/S体系结构，易于解决跨平台问题，通过标准浏览器访问多个平台。B/S的客户端为标准的浏览器，环境单一，界面统一，易学易操作，易提高工作效率，版本更新易维护。B/S结构在版本更新时，只需考虑服务器端代码，降低运行成本和软件开发的工作压力同时B/S可便于
46、实现业务的分布式处理与代码的集中式维护，以利于目前医院缺乏高质素计算机技术人员的条件下，建立集中管理的网络中心，对医学信息系统的各种应用系统的服务器群、网络核心交换设备、网络使用情况的监控设备，以及有关医院管理和临床诊疗信息的海量存取系统等，进行及时而全面的维护和管理，以提高医院信息系统的实用性，以及对付突发事件的应变能力,汁惟佩蔫阎霹颇炽桨骂查袋啤付庞摸昨诱钨垦汝撼简凑展妇醉猿瓣庞呕讣第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,十二、PACS的发展趋势（3）,探讨PACS的发展模式：（1）建立小规模PACS（mini-PACS）或部分PACS（Partial P
47、ACS）。应用DICOM 3.0标准为设备接口，将数字化成像的医学影像设备连接入网，实现医学影像部门信息资源共享。（2）通过医院局部网络，实现基于B/S和WWW技术的示教式的PACS。（3）面向医学影像学专业医师，用以进行医学影像会诊的PACS。具有完善的图像采集功能，除能通过DICOM 3.0接口从CT、MRI、DSA、CR、DR等直接采集数字化图像外，还可通过数字化仪（Digitizer），主要是激光扫描数字化仪和CCD数字化（负片）扫描仪，在确保影像质量的前提下，将胶片上记录的模拟信息数字化，间接采集图像信息。同时应用公认的图像压缩标准，如：“JPEG”（联合图片专家组）无失真压缩算法，
48、将数字化医学影像压缩存储。按DICOM 3.0标准建立医学影像信息库，并通过高速网络传输，实现医学影像中心和各个影像部门在网上共享高质量的影像输出设备和影像信息资源；医学影像专业医师在（2K2K，12bit）甚至更高分辨率的图像监视器上读片，进行医学影像会诊，以确保医学影像诊断的质量,骋辙靡真销负镊舍虞换及碍搬劈拆捉讫措蕴睬嘉牛绍酞叼婶傍主捻呻作戍第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,（4）PACS与不同传输速率组合，构成不同类型的远程放射学信息系统（Tele-Radiology Information System，RIS）。一般可分为三个类型：低速、窄带
49、远程放射学信息系统 以公共电话网（PSTN）为基础，用Modem（传输速率在56Kbps之下）相连接的多媒体PC为平台，提供CT、MR、静态超声图像以及个别体位的X线片的中低分辨率（1K1K，10Bit）医学影像的远程会诊服务。中速远程放射学信息系统 以ISDN或DSLAM为骨干，采用高分辨率监视器（2K2K，12bit）的图形工作站，以64Kbps至768Kbps传输速率传输图像信息，除提供CT、MRI、静态超声影像的远程会诊外，还包括几乎所有部位X线片及动态超声心动图、CT心血管图像的远程会诊服务。高速、宽带远程放射信息系统 采用ATM、卫星线路或E1电信专用线，其传输速率均在1Mbps以
50、上，甚至可高达2400Mbps，提供包括实时动态医学影像会诊在内的涉及远程医学应用所有领域的远程信息服务。,十二、PACS的发展趋势（4）,瞩桃旭紊乞诛升门兹讯藩架安华谢缆胸叉员换车辑汁灰礁性词婉迁嫩寝燃第八章医学图像存档与通信系统PACS第八章医学图像存档与通信系统PACS,十二、PACS的发展趋势（5）,（5）PACS与RIS和HIS（医院信息系统）以及个人健康档案卡相结合，提供面向社会的远程医学信息服务。以上五种发展模式是相对而言，相互交叉，相互间无绝对的界限。应在总体规划下，结合实际，采用模块化结构，密切注视标准和高新技术，循序渐进；切忌忽视医院需求和具备的条件，片面追求技术领先和高速
